9.2. Геометрия износа

Износ режущего инструмента является результатом изнашивания и выражается в ряде внешних признаков: в уменьшении веса инструмента, изменении формы и размеров рабочих поверхностей и режущих кромок, в притуплении последних. На задней поверхности появляется фаска износа 2 (см. рис.9.3), ширина которой по мере изнашивания возрастает. На передней поверхности лезвия инструмента стружка образует углубление-лунку, глубина которой h_Л и ширина b_Л (см. рис.9.4) возрастают с течением времени обработки. Режущая кромка из прямой линии трансформируется в ломаную. Изменения инструмента и обработанной поверхности, вызванные изнашиванием инструмента, видны на рис.9.4.

Рис.9.3. Вид изношенного резца: 1 – лунка износа; 2 – фаска износа по задней поверхности	Рис.9.4. Геометрия и размеры износа резца

Пусть за некоторое время обработки резец из начального положения 1 переместился в конечное положение 2 (см.рис. 9.4). В начальном положении до изнашивания резец имел длину ₁, радиус при вершине R₁, прямолинейную режущую кромку, острота которой оценивалась радиусом скругления r₁. В конечном положении 2 на резце имеется лунка и фаска, длина резца ₂ < ₁, радиус при вершине увеличивался - R₂ > R₁, режущая кромка притупилась и радиус скругления увеличился - r₂ > r₁, диаметр обработанной поверхности по мере изнашивания резца увеличивался от d₁ до d₂, а обработанная поверхность вследствие этого стала конусообразной. По мере изнашивания резца размеры h_З, h_Л, _Л, R, r возрастают, а размеры ₁, перемычки _П уменьшаются. При этом нельзя допускать уменьшение перемычки _П до критической, при которой может произойти поломка лезвия. В зависимости от толщины стружки наблюдается либо износ в виде лунки, либо в виде фаски. Стружки толщиной свыше 1 мм, как правило, вырабатывают на передней поверхности заметную лунку. Тонкие стружки, характерные для чистовых операций, лунку не образуют. Фаска износа на задней поверхности образуется при любых условиях обработки и поэтому может служить характеристикой износа режущего инструмента. Лунка износа может характеризовать степень изношенности инструмента и ограничивать дальнейшую обработку инструментом только при обработке с большой толщиной срезаемого слоя а>1мм.

9.3. Измерение износа инструмента

Изнашивание инструмента является многофакторным, весьма сложным физическим процессом, трудно поддающимся математическому описанию. Изнашивание изучается исключительно экспериментально, путем измерения износа. Для этого применяются следующие методы.

Микрометрический метод измерения износа заключается в измерении его геометрических размеров с помощью различных приборов: инструментального микроскопа, микрометра, индикатора частового типа, микрокатора и др. Измерить практически можно все размеры износа и даже сфотографировать инструмент на различных стадиях изнашивания. Наиболее просто измерить ширину фаски износа h_З. Поэтому данная величина обязательно измеряется и чаще других применяется для оценки износа инструмента.

Весовой метод состоит во взвешивании инструмента по мере его изнашивания. Требует весьма точных весов, тщательной очистки инструмента. Рекомендуется для измерения износа неперетачиваемых пластин и других инструментов с механическим креплением режущей части.

Метод радиоактивных изотопов заключается в том, что перед обработкой инструмент облучают в реакторе. При этом в нем образуются неустойчивые радиоактивные изотопы, например, изотоп вольфрама W¹⁸⁷. При обработке в процессе изнашивания атомы - изотопы материала инструмента переносятся на стружку и заготовку. Изотопы неустойчивы и распадаются, что сопровождается радиактивным излучением. Периодически измеряют интенсивность излучения специальными приборами. По интенсивности излучения стружки определяют износ по передней поверхности, а по интенсивности излучения обработанной заготовки - износ инструмента по задней поверхности. Достоинство этого метода - высокая точность, достигающая 10 ^{– 8} мг.